移動(dòng)通信系統FDD/TDD之間頻率干擾研究(上)
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概述
由于TD-SCDMA系統采用TDD模式，上下行鏈路在一子幀中都存在，而WCDMA或CDMA2000系統采用的是FDD模式，如果兩種系統都使用ITU建議的2G頻段，則TD-SCDMA系統與WCDMA或CDMA2000系統的上行鏈路可能會(huì )存在干擾。
研究?jì)烧叩母蓴_只能基于TDD系統的不同時(shí)隙進(jìn)行，當TD-SCDMA系統處于上行鏈路通信狀態(tài)時(shí)，此時(shí)的干擾主要是TDDUE對FDDBS的干擾，以及FDDUE對TDDBS的干擾。而當TDD系統處于下行鏈路通信狀態(tài)時(shí)，此時(shí)的干擾主要是TDDBS對FDDBS的干擾，以及FDDUE對TDDBS的干擾。本報告將基于這兩種情形研究TD-SCDMA和FDD系統間的干擾，由于TD-SCDMA建議采用智能天線(xiàn)技術(shù)，所以本仿真報告分成兩大部分，第一部分重點(diǎn)研究全向天線(xiàn)技術(shù)下TD-SCDMA和FDD干擾共存問(wèn)題，而第二部分則重點(diǎn)研究智能天線(xiàn)技術(shù)下TD-SCDMA和FDD干擾共存問(wèn)題。
基本干擾模式
FDD/TDD之間的共存研究不僅考慮基站和移動(dòng)臺之間的干擾，也要考慮基站和基站以及移動(dòng)臺和移動(dòng)臺之間的干擾。
1.1基站對移動(dòng)臺的干擾
基站對移動(dòng)臺的干擾包括FDD基站對TDD移動(dòng)臺的干擾和TDD基站對FDD移動(dòng)臺的干擾，如圖1所示。
1.2 移動(dòng)臺對基站的干擾
移動(dòng)臺對基站的干擾包括FDD移動(dòng)臺對TDD基站的干擾和TDD移動(dòng)臺對FDD基站的干擾，如圖2所示。
1.3 移動(dòng)臺對移動(dòng)臺的干擾
不論FDD系統還是TDD系統，其移動(dòng)臺時(shí)時(shí)在移動(dòng)，因此兩個(gè)不同系統的移動(dòng)臺可能靠得很近（1米），這時(shí)可能會(huì )發(fā)生移動(dòng)臺對移動(dòng)臺的干擾情況，如圖3所示。
1.4 基站對基站的干擾情況
當FDD基站和TDD基站共站址或兩基站距離不遠時(shí)，由于基站的帶外發(fā)射或阻塞，很可能發(fā)生基站對基站之間的干擾?；緦镜母蓴_包括FDD基站和TDD基站之間的相互干擾，如圖4所示。
對于工作在1920 MHz頻率附近的兩種系統，只會(huì )發(fā)生TDD MS干擾FDD BS、TDD BS干擾FDD BS、FDD MS干擾TDD MS和FDD MS干擾TDD BS等情況，而工作在2500 MHz頻段的兩種系統，則會(huì )產(chǎn)生上述所有干擾情況。
WCDMA系統與TD-SCDMA系統之間的干擾分析
當WCDMA系統的載波與TD-SCDMA系統的載波相鄰且只考慮1920 MHz頻段時(shí)，根據WCDMA與TD-SCDMA的載波頻率配置，WCDMA載波中心頻率與TD-SCDMA的載波中心頻率間的間隔至少為:
載波間隔=1/2*(WCDMA載波5MHz)+0.200MHz
+1/2*(TD-SCDMA載波1.6MHz)=3.5 MHz
具體頻率配置如圖5所示，這時(shí)只會(huì )發(fā)生WCDMA移動(dòng)臺干擾TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺以及TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺干擾WCDMA基站。
2.1 WCDMA系統對TD-SCDMA系統的干擾研究
2.1.1 ACIR的確定
2.1.1.1 WCDMA系統移動(dòng)臺的ACLR
WCDMA系統與TD-SCDMA系統干擾時(shí)，WCDMA系統移動(dòng)臺的ACLR值可根據其頻譜發(fā)射掩模計算，此時(shí)WCDMA帶外泄漏功率為:
2.1.1.2 TD-SCDMA系統移動(dòng)臺ACS的確定
參見(jiàn)3GPP TS 25.102, TD-SCDMA UE的ACS的值見(jiàn)表1:
2.1.1.4 WCDMA系統對TD-SCDMA系統干擾時(shí)的ACIR
根據以上計算，我們可以計算出WCDMA系統和TD-SCDMA系統在不同頻率偏置時(shí)的ACIR值，見(jiàn)表3。
2.1.2 全向天線(xiàn)時(shí)WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA移動(dòng)臺和基站的干擾
在仿真WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺的干擾時(shí)，不考慮TD-SCDMA對WCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況：運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。WCDMA系統上行鏈路的用戶(hù)數為單WCDMA系統能夠支持的滿(mǎn)意用戶(hù)數的75%，即在仿真時(shí)始終保持WCDMA系統噪聲升高6dB。干擾仿真結果見(jiàn)圖6和圖7。
從圖6和圖7可以看出，當WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺的干擾時(shí):
1. TD-SCDMA系統上下行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小，但對于TD-SCDMA系統的下行鏈路，ACIR可設定為任意值，容量損失均小于5%。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。當運營(yíng)商間的距離為0即共基站時(shí)，上下行的容量損失最小，運營(yíng)商間的干擾最小;而運營(yíng)商間的距離為577m(小區半徑)時(shí)運營(yíng)商間的干擾最大，上下行容量損失也最大。
3. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔雖然有3.5 MHz，但在頻率偏置為3.5 MHz時(shí)WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA上行鏈路和下行鏈路的ACIR值分別為30.6 dB和30.8 dB，可見(jiàn)在基站間隔為0、R/2和R時(shí)，WCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對TD-SCDMA移動(dòng)臺和基站的接收造成干擾。
2.1.3 智能天線(xiàn)時(shí)WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA移動(dòng)臺和基站的干擾
在智能天線(xiàn)情況下，由于智能天線(xiàn)增益可達8 dB以上，此時(shí)TD-SCDMA系統資源受限（12.2 kbit/s話(huà)音時(shí)最大可傳輸8路話(huà)音，而通過(guò)單系統仿真可見(jiàn)TD-SCDMA系統的上下行容量均超過(guò)8路），所以此時(shí)智能天線(xiàn)時(shí)WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺的干擾可以忽略（R1500m）。
2.1.4 結論
從以上的仿真結果可以看出，當WCDMA與TD-SCDMA鄰頻工作時(shí)，在全向天線(xiàn)時(shí)不論兩系統的基站如何不知，WCDMA的移動(dòng)臺均不會(huì )對TD-SCDMA系統移動(dòng)臺和基站產(chǎn)生有害干擾;在智能天線(xiàn)情況下，由于智能天線(xiàn)增益可達8dB以上，雖然TD-SCDMA系統的容量大大提高，但仍資源受限，這時(shí)WCDMA的移動(dòng)臺也不會(huì )對TD-SCDMA系統移動(dòng)臺和基站產(chǎn)生有害干擾。
2.2 TD-SCDMA系統對WCDMA系統的干擾研究
在1920 MHz頻段時(shí)，只會(huì )發(fā)生TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺干擾WCDMA基站的情況。
2.2.1 ACIR的確定
2.2.1.1 TD-SCDMA基站的ACLR
根據3GPP TS 25.105，基站的發(fā)射功率大于34dBm時(shí)，其帶外發(fā)射將不超過(guò)表4所規定的限值。
當TD-SCDMA基站使用1900～1920 MHz時(shí)，且與WCDMA共存時(shí)或共址時(shí)要求TD-SCDMA的帶外發(fā)射不超過(guò)表5的限值。當基站發(fā)射功率為34 dBm時(shí)，則共址時(shí)的ACLR為114 dBc，共存時(shí)的ACLR為70 dBc。
一般UE發(fā)射將不超過(guò)表6所規定的發(fā)射限值。
此時(shí)TD-SCDMA UE帶外泄漏功率為:
2.2.1.3 WCDMA基站的ACS
前已計算，WCDMA基站在5 MHz和10 MHz頻率偏置時(shí)，WCDMA基站的ACS分別為45 dB和57 dB。
2.2.1.4 TD-SCDMA系統對WCDMA系統干擾時(shí)的ACIR
根據以上計算，我們可以計算出WCDMA系統和TD-SCDMA系統在不同頻率偏置時(shí)的ACIR值，見(jiàn)表7。
2.2.2 TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響
2.2.2.1 全向天線(xiàn)時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響
2.2.2.1.1 系統容量與ACIR，系統間基站間隔距離
在仿真TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的干擾時(shí)，不考慮WCDMA對TD-SCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況:運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。TD-SCDMA系統移動(dòng)臺（上行鏈路）的用戶(hù)數為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持用戶(hù)數的75%。干擾仿真結果見(jiàn)如圖8。（圖9 給出了TD-SCDMA系統移動(dòng)臺（上行鏈路）的用戶(hù)數設置為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持用戶(hù)數時(shí)WCDMA BS的容量，僅供參考）。
從圖8可以看出:
1. WCDMA系統上行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小。當ACIR≥50dB時(shí)，容量損失隨ACIR值的增大而趨于平衡。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。當運營(yíng)商間的距離為0即共基站時(shí)，上行的容量損失最小，運營(yíng)商間的干擾最小;而運營(yíng)商間的距離為577m(小區半徑)時(shí)運營(yíng)商間的干擾最大，上下行容量損失也最大。但當ACIR≥50dB，容量損失基本不隨運營(yíng)商基站距離的變化。
3. 為了保證系統容量損失小于5%，在小區半徑為577米時(shí)，上行鏈路的ACIR至少應為34dB。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，此時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為37.5 dB，可見(jiàn)TD-SCDMA與WCDMA兩系統在基站間隔為0、R/2和R時(shí)，TD-SCDMA移動(dòng)臺不會(huì )對與WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.1.2 系統容量與ACIR，小區半徑
上面的結果顯示了在小區半徑為577米，兩系統基站間隔距離分別為0、R/2和R時(shí)，WCDMA的容量在受到TD-SCDMA移動(dòng)臺干擾時(shí)隨ACIR的變化情況。下面的仿真結果顯示了在小區半徑為1000米和3000米時(shí)WCDMA的容量在受到TD-SCDMA移動(dòng)臺干擾時(shí)隨ACIR的變化情況（見(jiàn)圖10、圖11、圖12）。
從圖10～圖12可以看出，
1. 隨著(zhù)小區半徑的增大，WCDMA上行容量損失隨著(zhù)增大，當ACIR≥50dB時(shí)，容量損失基本不隨半徑的變化而變化。
2. 當小區半徑在1000米和577米時(shí)，WCDMA上行容量損失基本相同，即當小區半徑小于1000米，WCDMA上行容量損失不隨小區半徑的增大而變化。
3. 當小區半徑等于3000米時(shí)WCDMA上行容量損失比小區半徑小于1000米時(shí)WCDMA上行容量損失要小得多，這主要由于3000米半徑時(shí)，小區容量明顯減少之故。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)， TD-SCDMA與WCDMA兩系統不論基站間隔為0、R/2和R，還是小區半徑為577米、1000米和3000米，TD-SCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.1.3 小結
以上分析了TD-SCDMA在全向天線(xiàn)時(shí)，TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響。在TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為37.5 dB，不論TD-SCDMA與WCDMA兩系統的基站如何設置，也不論小區半徑的大小，TD-SCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.2 智能天線(xiàn)時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響
2.2.2.2.1 系統容量與ACIR及系統間基站間隔距離
在仿真TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的干擾時(shí)，不考慮WCDMA對TD-SCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況：運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。TD-SCDMA系統移動(dòng)臺（上行鏈路）的用戶(hù)數為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持用戶(hù)數的75%。干擾仿真結果見(jiàn)圖13。
從圖中可以看出:
1. WCDMA系統上行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。當運營(yíng)商間的距離為10米即共站址時(shí)，WCDMA系統上行容量損失最小，運營(yíng)商間的干擾最小;而運營(yíng)商間的距離為577m(小區半徑)時(shí)運營(yíng)商間的干擾最大，上行容量損失也最大。
3. 為了保證WCDMA系統上行容量損失小于5%，在小區半徑為577米時(shí)，TD-SCDMA 移動(dòng)臺與WCDMA基站(WCDMA為上行鏈路)的ACIR至少應為36dB。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，此時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為37.5 dB，可見(jiàn)TD-SCDMA與WCDMA兩系統的基站不管如何設置，TD-SCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.2.2 系統容量與ACIR及小區半徑
上面的結果顯示了在小區半徑為577米，兩系統基站間隔距離分別為0、R/2和R時(shí)，WCDMA的上行容量在受到TD-SCDMA移動(dòng)臺干擾時(shí)隨ACIR的變化情況。下面的圖14仿真結果顯示了在小區半徑為3000米時(shí)WCDMA的上行容量在受到TD-SCDMA干擾時(shí)隨ACIR的變化關(guān)系。
從圖14中可以看出，在智能天線(xiàn)情況下其干擾結果與全向天線(xiàn)情況下相似，即當小區半徑等于3000米時(shí)WCDMA上行容量損失比小區半徑小于1000米時(shí)WCDMA上行容量損失要小得多，因此只要滿(mǎn)足小區半徑577米時(shí)的干擾要求就行了。
2.2.2.2.3 小結
以上分析了TD-SCDMA在智能天線(xiàn)時(shí)，TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響，其結果與全向天線(xiàn)時(shí)的相似，即在TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為37.5dB，不論TD-SCDMA與WCDMA兩系統的基站如何設置，也不論小區半徑的大小，TD-SCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.3 結論
從以上仿真可知，在TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，TD-SCDMA移動(dòng)臺不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
3.2.3 TD-SCDMA基站對WCDMA基站的影響
3.2.3.1 全向天線(xiàn)時(shí)TD-SCDMA基站對WCDMA基站的影響
3.2.3.1.1 系統容量與ACIR及系統間基站間隔距離
在仿真TD-SCDMA基站對WCDMA基站的干擾時(shí)，不考慮WCDMA對TD-SCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況:運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。TD-SCDMA系統基站（下行鏈路）的用戶(hù)數為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持的用戶(hù)數。干擾仿真結果見(jiàn)圖15～圖17。
從圖中可以看出:
1. WCDMA系統上行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。
3. 為了保證系統容量損失小于5%，在小區半徑為577米時(shí)，共址時(shí)TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為78dB；當基站的間隔距離為小區半徑時(shí)，所需的ACIR至少應為60dB以上；當基站的間隔距離為小區半徑的一半時(shí)，所需的ACIR也至少應為60dB以上。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，此時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為45dB，可見(jiàn)TD-SCDMA與WCDMA兩系統在基站間隔為0、R/2和R時(shí)，TD-SCDMA基站會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。為了避免干擾，在基站間隔為R時(shí)，需要34dB的額外隔離，或適當增加保護帶寬。
2.2.3.1.2 系統容量與ACIR及小區半徑
圖15～圖17 也顯示了小區半徑不同時(shí)的仿真結果。從圖中可以看出:
1. 當兩系統共基站時(shí)，半徑為3000米時(shí)的容量損失比半徑為577米的容量損失大;當兩系統基站間隔為R和R/2時(shí)，半徑為3000米時(shí)的容量損失比半徑為577米的容量損失小;而當兩系統基站間隔為R和R/2，半徑為1000米時(shí)的容量損失要大，這主要由于基站的發(fā)射功率變大所致。
2. 當兩系統共基站時(shí)，在小區半徑為3000米時(shí)， TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為90dB左右;當兩系統基站間隔為R和R/2時(shí)，TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為70dB左右。
2.2.3.1.3 小結
以上分析了TD-SCDMA在全向天線(xiàn)時(shí)，TD-SCDMA基站對WCDMA基站的影響。當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，TD-SCDMA基站與WCDMA基站之間的ACIR值為45dB，而在小區半徑為577米時(shí)，共址時(shí)TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為78dB，需附加衰減33dB;在3000米時(shí)ACIR至少應為90dB。當兩系統基站間隔為R和R/2時(shí)，TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為70dB左右。
3.2.3.2 智能天線(xiàn)時(shí)TD-SCDMA基站對WCDMA基站的影響
3.2.3.2.1 系統容量與ACIR及系統間基站間隔距離
在仿真TD-SCDMA基站對WCDMA基站的干擾時(shí)，不考慮WCDMA對TD-SCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況:運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。TD-SCDMA系統基站（下行鏈路）的用戶(hù)數為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持的用戶(hù)數。干擾仿真結果見(jiàn)圖18。
1. WCDMA系統上行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。當運營(yíng)商間的距離為10米即共基站時(shí)，上行的容量損失最大，運營(yíng)商間的干擾最大;而運營(yíng)商間的距離為577m(小區半徑)時(shí)運營(yíng)商間的干擾最小，上下行容量損失也最小。
3. 為了保證WCDMA上行容量損失小于5%，在小區半徑為577米時(shí)，共站時(shí)的ACIR至少應為89dB;基站間隔距離為R和R/2時(shí)，ACIR至少應為74dB。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，TD-SCDMA基站與WCDMA基站之間的ACIR值為45 dB，而在小區半徑為577米時(shí)，共站時(shí)的ACIR至少應為89 dB，尚需44dB的額外衰減;基站間隔距離為R和R/2時(shí)，ACIR至少應為74dB，尚需29dB的額外衰減。
2.2.3.2.2 系統容量與ACIR及小區半徑
上面的結果顯示了在小區半徑為577米，兩系統基站間隔距離分別為0、R/2和R時(shí)，WCDMA的容量在受到TD-SCDMA基站干擾時(shí)隨ACIR的變化情況。下面的仿真結果顯示了在小區半徑為3000米時(shí)WCDMA的容量在受到TD-SCDMA基站干擾時(shí)隨ACIR的變化情況，見(jiàn)圖19。
從圖中可以看出，當運營(yíng)商間的距離為10米即共基站時(shí)，小區半徑越大，WCDMA的容量損失越大；為了保證WCDMA上行容量損失小于5%，共站時(shí)的ACIR至少應為89dB。
由于TD-SCDMA系統采用TDD模式，上下行鏈路在一子幀中都存在，而WCDMA或CDMA2000系統采用的是FDD模式，如果兩種系統都使用ITU建議的2G頻段，則TD-SCDMA系統與WCDMA或CDMA2000系統的上行鏈路可能會(huì )存在干擾。
研究?jì)烧叩母蓴_只能基于TDD系統的不同時(shí)隙進(jìn)行，當TD-SCDMA系統處于上行鏈路通信狀態(tài)時(shí)，此時(shí)的干擾主要是TDDUE對FDDBS的干擾，以及FDDUE對TDDBS的干擾。而當TDD系統處于下行鏈路通信狀態(tài)時(shí)，此時(shí)的干擾主要是TDDBS對FDDBS的干擾，以及FDDUE對TDDBS的干擾。本報告將基于這兩種情形研究TD-SCDMA和FDD系統間的干擾，由于TD-SCDMA建議采用智能天線(xiàn)技術(shù)，所以本仿真報告分成兩大部分，第一部分重點(diǎn)研究全向天線(xiàn)技術(shù)下TD-SCDMA和FDD干擾共存問(wèn)題，而第二部分則重點(diǎn)研究智能天線(xiàn)技術(shù)下TD-SCDMA和FDD干擾共存問(wèn)題。
基本干擾模式
FDD/TDD之間的共存研究不僅考慮基站和移動(dòng)臺之間的干擾，也要考慮基站和基站以及移動(dòng)臺和移動(dòng)臺之間的干擾。
1.1基站對移動(dòng)臺的干擾
基站對移動(dòng)臺的干擾包括FDD基站對TDD移動(dòng)臺的干擾和TDD基站對FDD移動(dòng)臺的干擾，如圖1所示。
1.2 移動(dòng)臺對基站的干擾
移動(dòng)臺對基站的干擾包括FDD移動(dòng)臺對TDD基站的干擾和TDD移動(dòng)臺對FDD基站的干擾，如圖2所示。
1.3 移動(dòng)臺對移動(dòng)臺的干擾
不論FDD系統還是TDD系統，其移動(dòng)臺時(shí)時(shí)在移動(dòng)，因此兩個(gè)不同系統的移動(dòng)臺可能靠得很近（1米），這時(shí)可能會(huì )發(fā)生移動(dòng)臺對移動(dòng)臺的干擾情況，如圖3所示。
1.4 基站對基站的干擾情況
當FDD基站和TDD基站共站址或兩基站距離不遠時(shí)，由于基站的帶外發(fā)射或阻塞，很可能發(fā)生基站對基站之間的干擾?；緦镜母蓴_包括FDD基站和TDD基站之間的相互干擾，如圖4所示。
對于工作在1920 MHz頻率附近的兩種系統，只會(huì )發(fā)生TDD MS干擾FDD BS、TDD BS干擾FDD BS、FDD MS干擾TDD MS和FDD MS干擾TDD BS等情況，而工作在2500 MHz頻段的兩種系統，則會(huì )產(chǎn)生上述所有干擾情況。
WCDMA系統與TD-SCDMA系統之間的干擾分析
當WCDMA系統的載波與TD-SCDMA系統的載波相鄰且只考慮1920 MHz頻段時(shí)，根據WCDMA與TD-SCDMA的載波頻率配置，WCDMA載波中心頻率與TD-SCDMA的載波中心頻率間的間隔至少為:
載波間隔=1/2*(WCDMA載波5MHz)+0.200MHz
+1/2*(TD-SCDMA載波1.6MHz)=3.5 MHz
具體頻率配置如圖5所示，這時(shí)只會(huì )發(fā)生WCDMA移動(dòng)臺干擾TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺以及TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺干擾WCDMA基站。
2.1 WCDMA系統對TD-SCDMA系統的干擾研究
2.1.1 ACIR的確定
2.1.1.1 WCDMA系統移動(dòng)臺的ACLR
WCDMA系統與TD-SCDMA系統干擾時(shí)，WCDMA系統移動(dòng)臺的ACLR值可根據其頻譜發(fā)射掩模計算，此時(shí)WCDMA帶外泄漏功率為:
2.1.1.2 TD-SCDMA系統移動(dòng)臺ACS的確定
參見(jiàn)3GPP TS 25.102, TD-SCDMA UE的ACS的值見(jiàn)表1:
2.1.1.4 WCDMA系統對TD-SCDMA系統干擾時(shí)的ACIR
根據以上計算，我們可以計算出WCDMA系統和TD-SCDMA系統在不同頻率偏置時(shí)的ACIR值，見(jiàn)表3。
2.1.2 全向天線(xiàn)時(shí)WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA移動(dòng)臺和基站的干擾
在仿真WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺的干擾時(shí)，不考慮TD-SCDMA對WCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況：運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。WCDMA系統上行鏈路的用戶(hù)數為單WCDMA系統能夠支持的滿(mǎn)意用戶(hù)數的75%，即在仿真時(shí)始終保持WCDMA系統噪聲升高6dB。干擾仿真結果見(jiàn)圖6和圖7。
從圖6和圖7可以看出，當WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺的干擾時(shí):
1. TD-SCDMA系統上下行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小，但對于TD-SCDMA系統的下行鏈路，ACIR可設定為任意值，容量損失均小于5%。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。當運營(yíng)商間的距離為0即共基站時(shí)，上下行的容量損失最小，運營(yíng)商間的干擾最小;而運營(yíng)商間的距離為577m(小區半徑)時(shí)運營(yíng)商間的干擾最大，上下行容量損失也最大。
3. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔雖然有3.5 MHz，但在頻率偏置為3.5 MHz時(shí)WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA上行鏈路和下行鏈路的ACIR值分別為30.6 dB和30.8 dB，可見(jiàn)在基站間隔為0、R/2和R時(shí)，WCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對TD-SCDMA移動(dòng)臺和基站的接收造成干擾。
2.1.3 智能天線(xiàn)時(shí)WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA移動(dòng)臺和基站的干擾
在智能天線(xiàn)情況下，由于智能天線(xiàn)增益可達8 dB以上，此時(shí)TD-SCDMA系統資源受限（12.2 kbit/s話(huà)音時(shí)最大可傳輸8路話(huà)音，而通過(guò)單系統仿真可見(jiàn)TD-SCDMA系統的上下行容量均超過(guò)8路），所以此時(shí)智能天線(xiàn)時(shí)WCDMA移動(dòng)臺對TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺的干擾可以忽略（R1500m）。
2.1.4 結論
從以上的仿真結果可以看出，當WCDMA與TD-SCDMA鄰頻工作時(shí)，在全向天線(xiàn)時(shí)不論兩系統的基站如何不知，WCDMA的移動(dòng)臺均不會(huì )對TD-SCDMA系統移動(dòng)臺和基站產(chǎn)生有害干擾;在智能天線(xiàn)情況下，由于智能天線(xiàn)增益可達8dB以上，雖然TD-SCDMA系統的容量大大提高，但仍資源受限，這時(shí)WCDMA的移動(dòng)臺也不會(huì )對TD-SCDMA系統移動(dòng)臺和基站產(chǎn)生有害干擾。
2.2 TD-SCDMA系統對WCDMA系統的干擾研究
在1920 MHz頻段時(shí)，只會(huì )發(fā)生TD-SCDMA基站和移動(dòng)臺干擾WCDMA基站的情況。
2.2.1 ACIR的確定
2.2.1.1 TD-SCDMA基站的ACLR
根據3GPP TS 25.105，基站的發(fā)射功率大于34dBm時(shí)，其帶外發(fā)射將不超過(guò)表4所規定的限值。
當TD-SCDMA基站使用1900～1920 MHz時(shí)，且與WCDMA共存時(shí)或共址時(shí)要求TD-SCDMA的帶外發(fā)射不超過(guò)表5的限值。當基站發(fā)射功率為34 dBm時(shí)，則共址時(shí)的ACLR為114 dBc，共存時(shí)的ACLR為70 dBc。
一般UE發(fā)射將不超過(guò)表6所規定的發(fā)射限值。
此時(shí)TD-SCDMA UE帶外泄漏功率為:
2.2.1.3 WCDMA基站的ACS
前已計算，WCDMA基站在5 MHz和10 MHz頻率偏置時(shí)，WCDMA基站的ACS分別為45 dB和57 dB。
2.2.1.4 TD-SCDMA系統對WCDMA系統干擾時(shí)的ACIR
根據以上計算，我們可以計算出WCDMA系統和TD-SCDMA系統在不同頻率偏置時(shí)的ACIR值，見(jiàn)表7。
2.2.2 TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響
2.2.2.1 全向天線(xiàn)時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響
2.2.2.1.1 系統容量與ACIR，系統間基站間隔距離
在仿真TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的干擾時(shí)，不考慮WCDMA對TD-SCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況:運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。TD-SCDMA系統移動(dòng)臺（上行鏈路）的用戶(hù)數為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持用戶(hù)數的75%。干擾仿真結果見(jiàn)如圖8。（圖9 給出了TD-SCDMA系統移動(dòng)臺（上行鏈路）的用戶(hù)數設置為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持用戶(hù)數時(shí)WCDMA BS的容量，僅供參考）。
從圖8可以看出:
1. WCDMA系統上行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小。當ACIR≥50dB時(shí)，容量損失隨ACIR值的增大而趨于平衡。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。當運營(yíng)商間的距離為0即共基站時(shí)，上行的容量損失最小，運營(yíng)商間的干擾最小;而運營(yíng)商間的距離為577m(小區半徑)時(shí)運營(yíng)商間的干擾最大，上下行容量損失也最大。但當ACIR≥50dB，容量損失基本不隨運營(yíng)商基站距離的變化。
3. 為了保證系統容量損失小于5%，在小區半徑為577米時(shí)，上行鏈路的ACIR至少應為34dB。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，此時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為37.5 dB，可見(jiàn)TD-SCDMA與WCDMA兩系統在基站間隔為0、R/2和R時(shí)，TD-SCDMA移動(dòng)臺不會(huì )對與WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.1.2 系統容量與ACIR，小區半徑
上面的結果顯示了在小區半徑為577米，兩系統基站間隔距離分別為0、R/2和R時(shí)，WCDMA的容量在受到TD-SCDMA移動(dòng)臺干擾時(shí)隨ACIR的變化情況。下面的仿真結果顯示了在小區半徑為1000米和3000米時(shí)WCDMA的容量在受到TD-SCDMA移動(dòng)臺干擾時(shí)隨ACIR的變化情況（見(jiàn)圖10、圖11、圖12）。
從圖10～圖12可以看出，
1. 隨著(zhù)小區半徑的增大，WCDMA上行容量損失隨著(zhù)增大，當ACIR≥50dB時(shí)，容量損失基本不隨半徑的變化而變化。
2. 當小區半徑在1000米和577米時(shí)，WCDMA上行容量損失基本相同，即當小區半徑小于1000米，WCDMA上行容量損失不隨小區半徑的增大而變化。
3. 當小區半徑等于3000米時(shí)WCDMA上行容量損失比小區半徑小于1000米時(shí)WCDMA上行容量損失要小得多，這主要由于3000米半徑時(shí)，小區容量明顯減少之故。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)， TD-SCDMA與WCDMA兩系統不論基站間隔為0、R/2和R，還是小區半徑為577米、1000米和3000米，TD-SCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.1.3 小結
以上分析了TD-SCDMA在全向天線(xiàn)時(shí)，TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響。在TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為37.5 dB，不論TD-SCDMA與WCDMA兩系統的基站如何設置，也不論小區半徑的大小，TD-SCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.2 智能天線(xiàn)時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響
2.2.2.2.1 系統容量與ACIR及系統間基站間隔距離
在仿真TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的干擾時(shí)，不考慮WCDMA對TD-SCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況：運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。TD-SCDMA系統移動(dòng)臺（上行鏈路）的用戶(hù)數為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持用戶(hù)數的75%。干擾仿真結果見(jiàn)圖13。
從圖中可以看出:
1. WCDMA系統上行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。當運營(yíng)商間的距離為10米即共站址時(shí)，WCDMA系統上行容量損失最小，運營(yíng)商間的干擾最小;而運營(yíng)商間的距離為577m(小區半徑)時(shí)運營(yíng)商間的干擾最大，上行容量損失也最大。
3. 為了保證WCDMA系統上行容量損失小于5%，在小區半徑為577米時(shí)，TD-SCDMA 移動(dòng)臺與WCDMA基站(WCDMA為上行鏈路)的ACIR至少應為36dB。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，此時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為37.5 dB，可見(jiàn)TD-SCDMA與WCDMA兩系統的基站不管如何設置，TD-SCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.2.2 系統容量與ACIR及小區半徑
上面的結果顯示了在小區半徑為577米，兩系統基站間隔距離分別為0、R/2和R時(shí)，WCDMA的上行容量在受到TD-SCDMA移動(dòng)臺干擾時(shí)隨ACIR的變化情況。下面的圖14仿真結果顯示了在小區半徑為3000米時(shí)WCDMA的上行容量在受到TD-SCDMA干擾時(shí)隨ACIR的變化關(guān)系。
從圖14中可以看出，在智能天線(xiàn)情況下其干擾結果與全向天線(xiàn)情況下相似，即當小區半徑等于3000米時(shí)WCDMA上行容量損失比小區半徑小于1000米時(shí)WCDMA上行容量損失要小得多，因此只要滿(mǎn)足小區半徑577米時(shí)的干擾要求就行了。
2.2.2.2.3 小結
以上分析了TD-SCDMA在智能天線(xiàn)時(shí)，TD-SCDMA移動(dòng)臺對WCDMA基站的影響，其結果與全向天線(xiàn)時(shí)的相似，即在TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為37.5dB，不論TD-SCDMA與WCDMA兩系統的基站如何設置，也不論小區半徑的大小，TD-SCDMA移動(dòng)臺均不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
2.2.2.3 結論
從以上仿真可知，在TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，TD-SCDMA移動(dòng)臺不會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。
3.2.3 TD-SCDMA基站對WCDMA基站的影響
3.2.3.1 全向天線(xiàn)時(shí)TD-SCDMA基站對WCDMA基站的影響
3.2.3.1.1 系統容量與ACIR及系統間基站間隔距離
在仿真TD-SCDMA基站對WCDMA基站的干擾時(shí)，不考慮WCDMA對TD-SCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況:運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。TD-SCDMA系統基站（下行鏈路）的用戶(hù)數為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持的用戶(hù)數。干擾仿真結果見(jiàn)圖15～圖17。
從圖中可以看出:
1. WCDMA系統上行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。
3. 為了保證系統容量損失小于5%，在小區半徑為577米時(shí)，共址時(shí)TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為78dB；當基站的間隔距離為小區半徑時(shí)，所需的ACIR至少應為60dB以上；當基站的間隔距離為小區半徑的一半時(shí)，所需的ACIR也至少應為60dB以上。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，此時(shí)TD-SCDMA移動(dòng)臺與WCDMA基站之間的ACIR值為45dB，可見(jiàn)TD-SCDMA與WCDMA兩系統在基站間隔為0、R/2和R時(shí)，TD-SCDMA基站會(huì )對WCDMA基站的接收造成干擾。為了避免干擾，在基站間隔為R時(shí)，需要34dB的額外隔離，或適當增加保護帶寬。
2.2.3.1.2 系統容量與ACIR及小區半徑
圖15～圖17 也顯示了小區半徑不同時(shí)的仿真結果。從圖中可以看出:
1. 當兩系統共基站時(shí)，半徑為3000米時(shí)的容量損失比半徑為577米的容量損失大;當兩系統基站間隔為R和R/2時(shí)，半徑為3000米時(shí)的容量損失比半徑為577米的容量損失小;而當兩系統基站間隔為R和R/2，半徑為1000米時(shí)的容量損失要大，這主要由于基站的發(fā)射功率變大所致。
2. 當兩系統共基站時(shí)，在小區半徑為3000米時(shí)， TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為90dB左右;當兩系統基站間隔為R和R/2時(shí)，TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為70dB左右。
2.2.3.1.3 小結
以上分析了TD-SCDMA在全向天線(xiàn)時(shí)，TD-SCDMA基站對WCDMA基站的影響。當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，TD-SCDMA基站與WCDMA基站之間的ACIR值為45dB，而在小區半徑為577米時(shí)，共址時(shí)TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為78dB，需附加衰減33dB;在3000米時(shí)ACIR至少應為90dB。當兩系統基站間隔為R和R/2時(shí)，TD-SCDMA基站與WCDMA基站（WCDMA上行鏈路）的ACIR至少應為70dB左右。
3.2.3.2 智能天線(xiàn)時(shí)TD-SCDMA基站對WCDMA基站的影響
3.2.3.2.1 系統容量與ACIR及系統間基站間隔距離
在仿真TD-SCDMA基站對WCDMA基站的干擾時(shí)，不考慮WCDMA對TD-SCDMA系統的干擾。仿真環(huán)境為Macro環(huán)境，小區半徑均為577m的全向小區，對于運營(yíng)商間的距離共仿真了三種情況:運營(yíng)商間距離為0、288.5m（小區半徑/2）、577m（小區半徑）。TD-SCDMA系統基站（下行鏈路）的用戶(hù)數為單TD-SCDMA系統在95%的用戶(hù)滿(mǎn)意度時(shí)能夠支持的用戶(hù)數。干擾仿真結果見(jiàn)圖18。
1. WCDMA系統上行容量損失均隨著(zhù)ACIR值的增大而減小。
2. 運營(yíng)商間的距離對系統性能的影響也很大。當運營(yíng)商間的距離為10米即共基站時(shí)，上行的容量損失最大，運營(yíng)商間的干擾最大;而運營(yíng)商間的距離為577m(小區半徑)時(shí)運營(yíng)商間的干擾最小，上下行容量損失也最小。
3. 為了保證WCDMA上行容量損失小于5%，在小區半徑為577米時(shí)，共站時(shí)的ACIR至少應為89dB;基站間隔距離為R和R/2時(shí)，ACIR至少應為74dB。
4. 當TD-SCDMA與WCDMA鄰道工作時(shí)，WCDMA與TD-SCDMA的載波間隔為3.5 MHz，TD-SCDMA基站與WCDMA基站之間的ACIR值為45 dB，而在小區半徑為577米時(shí)，共站時(shí)的ACIR至少應為89 dB，尚需44dB的額外衰減;基站間隔距離為R和R/2時(shí)，ACIR至少應為74dB，尚需29dB的額外衰減。
2.2.3.2.2 系統容量與ACIR及小區半徑
上面的結果顯示了在小區半徑為577米，兩系統基站間隔距離分別為0、R/2和R時(shí)，WCDMA的容量在受到TD-SCDMA基站干擾時(shí)隨ACIR的變化情況。下面的仿真結果顯示了在小區半徑為3000米時(shí)WCDMA的容量在受到TD-SCDMA基站干擾時(shí)隨ACIR的變化情況，見(jiàn)圖19。
從圖中可以看出，當運營(yíng)商間的距離為10米即共基站時(shí)，小區半徑越大，WCDMA的容量損失越大；為了保證WCDMA上行容量損失小于5%，共站時(shí)的ACIR至少應為89dB。
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